[发明专利]数字控制的UWB毫米波雷达

权利要求书

1. 一种超宽带（UWB）毫米（mm）波雷达系统（100），包括：

信号源（105），具有控制输入（106）、千兆赫兹（GHz）信号输出（107）以及提供了多个频率控制信号的频率控制输出（108）；

控制回路（146），耦合在所述GHz信号输出和所述控制输入之间，该控制回路（146）包括：（i）分频器（110），耦合到所述GHz信号输出，用于生成分频信号，以及（ii）锁相回路（PLL）（115），具有耦合到所述分频器的输出的第一输入（116）、用于接收数字控制信号的第二输入（117）、用于接收参考频率信号的第三输入（118）、以及耦合到所述信号源的所述控制输入的锁定输出（119），该锁定输出（119）提供了锁频输出信号，所述数字控制信号对该锁频输出信号进行频率扫描或跳频；

控制单元（130），用于将所述数字控制信号提供给所述PLL的所述第二输入；

倍频器（127），耦合到所述信号源的所述频率控制输出，所述倍频器输出多个mm波频率；

至少一个天线（134），用于将所述多个mm波频率发射到要被询问的表面（151），以及用于从所述表面接收反射信号；

混合器（140），用于将来自所述表面的所述反射的mm波信号和所述多个mm波频率进行混合，所述混合器提供混合输出；以及

信号处理电路（165），耦合到所述混合器的输出，用于根据所述混合输出来确定与所述表面有关的至少一个参数。

2. 权利要求1的系统，其中所述控制回路（146）进一步包括第一放大器（125），连接在所述PLL输出（119）和所述信号源的所述控制输入（106）之间，用于放大所述锁频输出信号以生成放大的PLL输出信号。

3. 权利要求2的系统，进一步包括低通滤波器（120），耦合在所述PLL（115）和所述第一放大器之间。

4. 权利要求1的系统，其中所述信号源（105）包括电压控制振荡器（VCO）。

5. 权利要求1的系统，其中所述分频器（110）包括预定标器。

6. 权利要求1的系统，进一步包括参考频率源（122），耦合到所述PLL的所述第三输入（118），所述参考频率源为所述PLL提供所述参考频率信号，以及其中所述参考频率源包括晶体振荡器或与内部PLL锁定时钟相集成的振荡器。

7. 权利要求1的系统，进一步包括低通滤波器（149），耦合在所述混合器（140）和所述信号处理电路（165）之间，所述低通滤波器选择性地使在所述多个mm波频率和对应的多个所述反射的mm波信号之间的差信号通过。

8. 一种用于确定到物体的表面的水平面或距离的调频UWB毫米波雷达方法，包括：

将多个离散的步进频率或跳频mm波雷达信号发射到所述物体的所述表面，其中所述多个步进频率或跳频mm波雷达信号的带宽为≥2GHz；

按时间顺序接收从所述表面反射的反射的mm波雷达信号，以及

基于所述多个离散的步进频率或跳频mm波雷达信号和它们对应的多个所述反射的mm波雷达信号，来确定所述水平面或距离。

9. 权利要求8的方法，其中所述带宽为≥4.0GHz。

10. 权利要求8的方法，其中数字控制的PLL对跨越所述带宽的频率扫描进行控制。

11. 权利要求8的方法，其中所述确定基于所述多个离散的步进频率或跳频mm波雷达信号和它们对应的多个所述反射的mm波雷达信号之间的频率上的差。

12. 权利要求8的方法，其中所述方法包括为储罐或器皿中的液体确定所述水平面。